Éxito y tragedia en Marte: ExoMars TGO está en órbita y Schiaparelli ha desaparecido

Empecemos por las buenas noticias. La sonda ExoMars TGO (Trace Gas Orbiter) de la agencia espacial europea (ESA) ya está en órbita de Marte. TGO es el segundo orbitador europeo alrededor del planeta rojo tras de la misión Mars Express. TGO realizó su encendido de frenado el 19 de octubre desde las 13:05 UTC hasta las 15:24 UTC. Tras reducir su velocidad en 1,5 km/s la sonda se situó en una órbita elíptica con un periodo de cuatro días. El encendido de frenado a cargo del motor hipergólico de 424 newton de empuje tuvo una duración de unos 134 minutos.

Maniobra de inserción orbital de ExoMars TGO (ESA).
Maniobra de inserción orbital de ExoMars TGO (ESA).

Esta órbita inicial de TGO —de 346 x 95.228 kilómetros de altura y 9,7º de inclinación — se reducirá próximamente a una órbita con un periodo de un sol (día marciano). Tras un año de aerofrenado, TGO alcanzará en noviembre de 2017 una órbita circular científica de 400 kilómetros de altura y 74º de inclinación, con un periodo de dos horas. La misión primaria de ExoMars TGO tiene como objetivo principal estudiar la composición de la atmósfera marciana, con especial énfasis en el metano. TGO es la sonda más masiva jamás puesta en órbita de Marte.

Fases en la misión de ExoMars 2016 (ESA).
Fases en la misión ExoMars 2016 (ESA).

Y ahora las malas noticias. El aterrizador Schiaparelli ha desaparecido sin dejar rastro. Schiaparelli o EDM (Entry, Descent and Landing Demonstrator Module), de 577 kg, entró en la atmósfera marciana a 21.096 km/h (5,86 km/s) unos 107 minutos antes de la inserción orbital de TGO. Schiaparelli se había separado de TGO el 16 de octubre a las 14:42 UTC y desde entonces viajaba rumbo a Marte de forma independiente. Lamentablemente, la señal de la sonda desapareció 50 segundos antes del momento previsto del aterrizaje. Desde entonces no se ha vuelto a recibir ninguna señal suya. En el momento de escribir estas líneas se sigue sin saber si Schiaparelli aterrizó correctamente y no ha logrado comunicarse con la Tierra o, como todo parece indicar, se ha estrellado contra la superficie marciana a gran velocidad.

Saber lo que ha pasado con Schiaparelli no ha sido fácil. Durante la entrada, descenso y aterrizaje (fase EDL) la TGO grabó la telemetría de Schiaparelli, pero como esta estaba a punto de realizar su propia maniobra de inserción orbital no pudo retransmitirla a la Tierra en tiempo real. Afortunadamente, la ESA pudo usar el conjunto de radiotelescopios GMRT (Giant Metrewave Radio Telescope) de la India para captar la señal de Schiaparelli. Recordemos que Schiaparelli no fue diseñada para comunicarse directamente con la Tierra, así que se trataba de una técnica experimental.

Todo parece indicar que Schiaparelli desplegó su paracaídas con éxito (ESA).
Schiaparelli desplegó su paracaídas con éxito, pero se separó antes de lo previsto (ESA).

El observatorio GMRT captó la señal de Schiaparelli desde la entrada atmosférica hasta poco antes del aterrizaje. La pérdida de señal era esperada teniendo en cuenta que la geometría de la sonda vista desde la Tierra podía cambiar bruscamente antes del aterrizaje, aunque ciertamente el hecho de que se captase toda la secuencia de eventos del descenso de forma clara con la excepción del aterrizaje no auguraba nada bueno. En cualquier caso, 15 minutos después del aterrizaje Schiaparelli tenía que apagarse para preservar energía de sus baterías y permitir así que la sonda funcionase entre tres y diez días.

La siguiente oportunidad vino una hora y media después de la mano de la sonda Mars Express, que también grabó la señal de la sonda, pero no la telemetría. Los resultados fueron igualmente negativos: la señal se perdió poco antes del aterrizaje. La Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA pasó sobre el lugar de aterrizaje de Schiaparelli dos horas más tarde, aunque tampoco captó ninguna señal. Pero faltaba recibir la telemetría grabada por la carga útil Electra de la propia TGO, que no fue transmitida hasta que la sonda estuvo sana y salva en órbita de Marte.

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Fases en el descenso de Schiaparelli (ESA).

Secuencia planeada del aterrizaje de Schiaparelli:

El análisis de la telemetría será largo y complejo, pero los resultados preliminares ya están disponibles. Tal y como se esperaba, Schiaparelli abrió su paracaídas principal a 11 kilómetros de altura unos 4 minutos tras la entrada atmosférica y el escudo térmico frontal se separó 30 segundos más tarde a 7 kilómetros de altura. También sabemos que el radar Doppler se activó correctamente. La fase más delicada debía tener lugar a 1,1 kilómetros, cuando la sonda debía separarse del paracaídas y el backshell para encender sus motores hasta los dos metros de altura, donde caería libremente a la superficie. El impacto estaría amortiguado por la estructura deformable de su base.

La telemetría indica que, efectivamente, los nueve motores de hidracina se encendieron, pero parece ser que solo durante cuatro segundos aproximadamente en vez de treinta segundos. Además, la sonda se separó del paracaídas mucho antes, a las 14:47 UTC y a 1,3 kilómetros de altura, es decir, 200 metros por encima de lo planeado. El contacto se perdió 19 segundos tras el aparente apagado de los motores. De ser cierto este escenario Schiaparelli se habría estrellado contra la superficie a gran velocidad, aunque todavía harán falta más días para analizar la telemetría en detalle. El rover Opportunity de la NASA, que también se encuentra cerca de la zona de aterrizaje de Schiaparelli, en Meridiani Planum, intentó grabar la entrada atmosférica de la sonda, pero desgraciadamente no lo consiguió. En los próximos días la MRO de la NASA fotografiará la región en busca de la pequeña sonda europea. El lugar de aterrizaje —o impacto— previsto está en la latitud 1,9º sur y longitud 6,1º oeste. Si los motores se apagaron antes de lo planeado podríamos estar ante un escenario parecido al de la Mars Polar Lander de la NASA, que probablemente se precipitó desde gran altura tras apagarse sus propulsores.

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Schiaparelli parece haber fallado en la fase de descenso propulsado (ESA).
Sistema de propulsión de Shiaparelli (ESA).
Sistema de propulsión de Shiaparelli (ESA).
Partes del sistema de propulsión (ESA).
Partes del sistema de propulsión con nueve motores de hidracina (ESA).

Schiaparelli es la primera misión de la ESA que ha intentado aterrizar en Marte, ya que la malograda Beagle 2 que viajó con la Mars Express fue un esfuerzo principalmente británico (y con escasas posibilidades de éxito, me permito añadir). Lógicamente la ESA está intentando hacer ‘control de daños’ ante los medios y varios representantes han insistido en que la pérdida de Schiaparelli no es importante porque era un simple demostrador tecnológico. No es así. La ESA se ha esforzado mucho en el desarrollo de Schiaparelli y mantuvo su compromiso en sacar adelante esta sonda incluso cuando la NASA se retiró del proyecto ExoMars. De hecho, la ESA decidió no incluir instrumentos adicionales —la sonda no pudo llevar un RTG ofertado por Rusia ni tampoco disponía de una simple cámara de superficie— para poder centrarse así en las tecnologías claves del descenso y aterrizaje (además de abaratar los costes de la misión, lógicamente).

Tampoco es un gran consuelo el que el escudo térmico y el paracaídas funcionasen correctamente (si es que fue así), sobre todo porque estas tecnologías ya se habían probado con la sonda Huygens en Titán (en condiciones muy distintas, eso sí). Precisamente lo complicado de aterrizar en Marte radica en que es necesario usar cohetes además de paracaídas y escudos térmicos (y, a veces, como en el caso de las Mars soviéticas o la Mars Pathfinder de la NASA, elementos de frenado adicionales). Al menos tenemos la telemetría del descenso a nuestra disposición —cerca de 600 MB (!)— para averiguar qué ha sucedido exactamente.

Lo que haya pasado con Schiaparelli —una misión principalmente italiana— condicionará el futuro de la misión ExoMars 2020. Aunque Rusia colabora en el diseño de la etapa de descenso de esta misión, varias de las tecnologías relacionadas con esta nave se iban a poner a prueba con Schiaparelli. Este fiasco va a ser muy relevante a la hora de que los ministros europeos aprueben o no los fondos necesarios para ExoMars 2020, una decisión clave que debe tener lugar el próximo diciembre. El fallo también es un toque de atención para aquellos que pensaban que la participación rusa era el eslabón débil de ExoMars 2020. Al final es posible que sea la ESA la que deba aprender de los rusos y no al revés.

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ExoMars 2016 y sus instrumentos (ESA).
Schiaparelli en Marte (ESA).
Schiaparelli en Marte (ESA).


Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 20 octubre, 2016
Categoría(s): ✓ Astronáutica • ESA • Marte • Sistema Solar